[发明专利]一种使活性材料动力学可控的纳米封装结构及制备方法

权利要求书

1.一种使活性材料动力学可控的纳米封装结构，其特征在于，包括活性材料（1）、薄层二维致密材料（2）和固化封装材料（3）；活性材料为球状，薄层二维致密材料包覆在活性材料外侧，在其表面形成薄层二维致密材料包覆层，薄层二维致密材料包覆层改变活性材料表面活性并通过控制缓慢打开薄层二维致密材料的层间距实现在液体中反应时液体分子传质从而控制其反应动力学；固化封装材料包覆在薄层二维致密材料外侧，形成活性材料的纳米封装包覆球形结构；固化封装材料为树脂或氧化铝薄膜；通过控制固化封装材料树脂的表面气孔和氧化铝薄膜上下两片压制形成的缝隙控制液体浸润时进入的位置，从而进一步使得该活性材料动力学可控。

2.根据权利要求1所述的一种使活性材料动力学可控的纳米封装结构，其特征在于，被包覆的活性材料球体为实心球、空心球或多孔球；被包覆的活性材料球体的直径为200μm-25mm。

3.根据权利要求1所述的一种使活性材料动力学可控的纳米封装结构，其特征在于，薄层二维致密材料（2）的层数为1-20层，二维致密材料包覆层厚度为1-100原子层厚度，二维致密材料包覆层的重量与活性材料两者的重量比例为0.01%到0.5%之间。

4.一种权利要求1至3中任意一项所述的使活性材料动力学可控的纳米封装结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，首先在惰性气体氛围下采用切割、压制或打磨的方法制备活性材料球；

步骤2，在惰性气氛或真空下，在活性材料球的表面包覆薄层二维致密材料；

步骤3，在包覆好薄层二维致密材料的活性材料球表面通过固化封装材料的模具进行固化封装；模具均为两个半球部分结合使用；氧化铝薄膜固化封装材料为上下两片。

5.根据权利要求4所述的一种使活性材料动力学可控的纳米封装结构的制备方法，其特征在于，步骤2中，在活性材料球的表面包覆薄层二维致密材料包括以下步骤：

a)将高压石墨球放入盛有稀盐酸的器皿中，室温下超声清洗，去除表面易脱落的微小碎屑，然后干燥；

b)将高压石墨球与被包覆活性材料球按1：1~1：5体积比例混合，得混合物A；

c)在惰性气氛或真空下，将混合物A置入容器中并密封，然后通过机械混合，使混合物A中的两个组分在容器中发生滚动摩擦，诱导二维材料薄层由高压石墨球的表面向活性材料球的表面转移，得混合物B；

d)将高压石墨球从混合物B中取出，获得薄层二维致密材料均匀包覆活性材料球。

6.根据权利要求5所述的一种使活性材料动力学可控的纳米封装结构的制备方法，其特征在于，容器为聚四氟乙烯密封球磨罐、不锈钢密封球磨罐、硬质合金密封球磨罐、氧化铝/刚玉密封球磨罐、氧化锆密封球磨罐、聚氨酯球密封磨罐、碳化硅密封球磨罐、玛瑙球密封磨罐或尼龙球密封磨罐中的任意一种；机械混合方法为球磨混合或辊筒机混合；球磨混合或辊筒机转速为200rpm到700rpm之间；球磨时间为1h-96h。

7.根据权利要求1所述的一种使活性材料动力学可控的纳米封装结构，其特征在于，纳米封装前的活性材料与纳米封装后整体材料的体积比为0.1-0.95。

8.根据权利要求4所述的一种使活性材料动力学可控的纳米封装结构的制备方法，其特征在于，步骤3中的模具为硅胶或金属合金模具；固化封装材料的厚度为0.02 mm -4.5mm。